FR2710070A1

FR2710070A1 - Method and device for steam cracking a light load and a heavy load.

Info

Publication number: FR2710070A1
Application number: FR9311119A
Authority: FR
Inventors: Lenglet Eric
Original assignee: PROCEDES PETROLIERS PETROCHIM
Current assignee: PROCEDES PETROLIERS PETROCHIM
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-24
Also published as: WO1995007959A1; US5817226A; JPH09505086A; EP0698075B1; EP0698075A1; CN1137805A; DE59401172D1; CN1038764C

Abstract

Procédé et dispositif de vapocraquage d'hydrocarbures dans un four (10) de vapocraquage comprenant le préchauffage séparé d'une charge légère (1) et d'une charge lourde (2) composées d'hydrocarbures et de vapeur d'eau, dans une zone de convection A, le précraquage de la charge légère, puis le cocraquage du mélange des deux charges dans une zone de radiation B en aval d'une zone de mélange (9) entre la charge légère précraquée et la charge lourde préchauffée, ce mélange étant obtenu à une température inférieure aux températures de craquage initial des deux charges.Method and apparatus for the steam cracking of hydrocarbons in a steam cracking furnace (10) comprising the separate preheating of a light charge (1) and a heavy charge (2) composed of hydrocarbons and water vapor, in a convection zone A, the pre-cracking of the light load, then the co-cracking of the mixture of the two loads in a radiation zone B downstream of a mixing zone (9) between the pre-cracked light load and the preheated heavy load, this mixture being obtained at a temperature below the initial cracking temperatures of the two charges.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE VAPOCRAQUAGEVAPOCRACKING METHOD AND DEVICE

D'UNE CHARGE LEGERE ET D'UNE CHARGE LOURDE A LIGHT LOAD AND A HEAVY LOAD

Le procédé de vapocraquage est bien connu, et The steam cracking process is well known, and

constitue l'étape de base de la pétrochimie. constitutes the basic stage of petrochemicals.

Il consiste à vaporiser une charge constituée d'hydrocarbures et de vapeur d'eau, et à la préchauffer dans la zone de convection du four de vapocraquage, puis à réaliser dans la zone de radiation du four une montée en température brutale de cette charge au delà de son point de craquage initial et un craquage à haute It consists in vaporizing a charge consisting of hydrocarbons and water vapor, and in preheating it in the convection zone of the steam cracking furnace, then in carrying out in the radiation zone of the furnace a sudden rise in temperature of this charge at beyond its initial crack point and a high crack

température, avant de tremper les effluents et de fractionner les produits. temperature, before soaking the effluents and fractionating the products.

Dans ce qui suit, on appellera charge (ou charge légère, ou charge lourde) un mélange d'hydrocarbures et de vapeur d'eau, soit avant le craquage de ce mélange, soit indifféremment au cours du craquage de ce mélange. On appellera charge hydrocarbonée la fraction hydrocarbonée de ce mélange (donc sans la vapeur d'eau), In what follows, we will call charge (or light charge, or heavy charge) a mixture of hydrocarbons and water vapor, either before the cracking of this mixture, or indifferently during the cracking of this mixture. The hydrocarbon fraction of this mixture (therefore without the steam) will be called hydrocarbon feed,

considérée avant le craquage du mélange. considered before cracking the mixture.

Les températures de préchauffe sont comprises Preheating temperatures are included

typiquement entre 450 et 650 C.typically between 450 and 650 C.

Les températures de craquage (température sortie du The cracking temperatures (temperature leaving the

four) sont typiquement comprises entre 780 et 920 C. oven) are typically between 780 and 920 C.

Les valeurs hautes des intervalles de température correspondent généralement aux charges des plus légères, et les valeurs basses aux charges relativement lourdes, pour lesquelles on cherche à éviter un début de craquage notable dans la zone de The high values of the temperature intervals generally correspond to the lightest loads, and the low values to the relatively heavy loads, for which one seeks to avoid a start of notable cracking in the zone of

convection.convection.

Les températures de craquage initial (température conventionnelle au delà de laquelle la vitesse de craquage devient très élevée) dépendent également de la composition de la charge. Dans ce qui suit on considérera les valeurs suivantes: Composition de la charge Température de craquage hydrocarbonée (fraction principale) initial The initial cracking temperatures (conventional temperature above which the cracking speed becomes very high) also depend on the composition of the filler. In what follows, the following values will be considered: Composition of the charge Initial hydrocarbon cracking temperature (main fraction)

C2-C3-C4 720 CC2-C3-C4 720 C

Naphta 710 C Kérosène, Gazole atmosphérique 690 C Gazole sous vide 680 C Ces valeurs de température sont conventionnelles (on pourrait définir des températures différentes de 10 ou 20 C par rapport aux chiffres indiqués). Les valeurs définies ci-dessus correspondent cependant à des vitesses de craquage très basses par comparaison avec les vitesses de craquage à la température de sortie du four (typiquement supérieure de 100 C au moins par rapport aux valeurs indiquées). De manière bien connue de l'homme de l'art, on recherche une montée en température brutale de la charge jusqu'à et au delà de la température de craquage initial (profil de température Naphtha 710 C Kerosene, Atmospheric diesel 690 C Vacuum diesel 680 C These temperature values are conventional (we could define temperatures different from 10 or 20 C compared to the figures indicated). The values defined above however correspond to very low cracking speeds in comparison with the cracking speeds at the outlet temperature of the oven (typically at least 100 ° C. higher than the values indicated). As is well known to those skilled in the art, a sudden rise in temperature of the charge is sought up to and beyond the initial cracking temperature (temperature profile

sensiblement "carré"), ce qui est favorable aux rendements. substantially "square"), which is favorable to yields.

De façon générale, on évite de craquer des coupes hydrocarbonées trop larges, contenant des fractions très légères et des fractions très lourdes, car le craquage de ce type de mélanges conduit soit à un craquage insuffisant des fractions légères, soit à un surcraquage des fractions lourdes; en effet dans un four donné les fractions légères, plus réfractaires, doivent être craquées à température In general, we avoid cracking too wide hydrocarbon cuts, containing very light fractions and very heavy fractions, because the cracking of this type of mixture leads either to an insufficient cracking of the light fractions, or to an overcracking of the heavy fractions ; indeed in a given oven the light, more refractory fractions must be cracked at temperature

plus élevée, donc avec une intensité de craquage supérieure. higher, therefore with a higher cracking intensity.

L'intensité de craquage, traduisant à la fois l'importance du temps de séjour et de la température peut-être mesurée par différents The intensity of cracking, reflecting both the importance of the residence time and the temperature can be measured by different

indices connus de l'homme de l'art (part exemple indice KSF). indices known to those skilled in the art (share example KSF index).

Pour de ce qui suit, on pourra définir l'indice d'intensité de craquage comme la conversion d'une charge de normal pentane craquée dans les mêmes conditions de température, temps de séjour et For what follows, the cracking intensity index can be defined as the conversion of a charge of normal cracked pentane under the same conditions of temperature, residence time and

dilution.dilution.

Ainsi, sauf dans le cas d'une non disponibilité de certains fours (par exemple un four de craquage d'éthane en décokage), on évite de réaliser un cocraquage de fractions très différentes en Thus, except in the case of the unavailability of certain ovens (for example an ethane cracking oven during decoking), it is avoided to co-cracking very different fractions in

mélange donc avec une intensité de craquage identique. therefore mixing with an identical cracking intensity.

On connaît par ailleurs des procédés de cocraquage d'une charge légère et d'une charge lourde avec des intensités de craquage différentes pour la charge légère et la charge lourde. En dehors du fait d'éviter les phénomènes de sous-craquage ou surcraquage, I'objectif recherché dans ces procédés est de profiter de I'énergie à haute température résultant d'un précraquage d'une charge légère, donc réfractaire et craquée à température élevée, pour le craquage de la charge lourde, en particulier pour porter quasi instantanément, par mélange, une charge lourde préchauffée au delà de Furthermore, methods are known for co-cracking a light load and a heavy load with different cracking intensities for the light load and the heavy load. Apart from avoiding the phenomena of under-cracking or over-cracking, the objective sought in these processes is to take advantage of the energy at high temperature resulting from the pre-cracking of a light load, therefore refractory and cracked at temperature. high, for cracking of the heavy load, in particular for carrying almost instantaneously, by mixing, a heavy load preheated beyond

son point de craquage initial.its initial crack point.

L'objectif secondaire de certains procédés est d'utiliser la charge légère précraquée comme diluant se substituant au moins The secondary objective of certain processes is to use the light pre-cracked filler as diluent replacing at least

partiellement à la vapeur d'eau de dilution de la charge lourde. partially steam diluting the heavy load.

Ainsi, il a déjà été proposé d'injecter une petite quantité de charge lourde (généralement un gazole) dans les effluents de craquage d'un naphta. Les quantités de charge lourde que l'on peut alimenter sont dans ce cas très réduites (par exemple 10 % par rapport au naphta), de manière à ce que le mélange se trouve à une Thus, it has already been proposed to inject a small amount of heavy load (generally a diesel) into the cracking effluents of a naphtha. The quantities of heavy feed which can be fed are in this case very reduced (for example 10% relative to naphtha), so that the mixture is at a

température de craquage du gazole.diesel cracking temperature.

On a généralement proposé un procédé dit de "duocraking" (voir brevet européen N O 110 433 B1 du 19-08-1987) de précraquer la charge lourde avant son mélange avec la charge légère We generally proposed a process called "duocraking" (see European patent N O 110 433 B1 of 19-08-1987) to pre-crack the heavy load before mixing with the light load

dejà craquée.already cracked.

Dans ce procédé, le pourcentage de charge lourde peut- In this process, the percentage of heavy load can

être élevé, et l'objectif de substituer partiellement la charge légère be high, and the objective of partially substituting the light load

précraquée; à la vapeur d'eau peut-être atteint. pre-cracked; steam may have been reached.

Par contre la montée en température brutale de la charge lourde est défavorisée puisque celle-ci est précraquée avec une dilution très faible (inférieure à 0.2). Par ailleurs, la conversion additionnelle de la charge légère au cours du craquage final commun est limitée puisque la charge lourde est déjà précraquée et que le cocraquage final ne peut donc être réalisé qu'avec une intensité de On the other hand, the sudden rise in temperature of the heavy load is disadvantaged since it is pre-cracked with a very low dilution (less than 0.2). Furthermore, the additional conversion of the light load during the common final cracking is limited since the heavy load is already pre-cracked and the final co-cracking can therefore only be carried out with an intensity of

craquage réduite.reduced cracking.

L'objectif du procédé selon l'invention est de conserver tous les avantages des procédés précédents sans en avoir les inconvénients, c'est-à-dire de pouvoir simultanément: - Utiliser une quantité de charge légère plus faible que la quantité de charge lourde, ce qui est le cas général en vapocraquage ou l'on recraque des fractions légères recyclées (C2 à C4), en quantité réduite par rapport à la charge principale (par exemple naphta) - Favoriser une montée en température brutale de la charge lourde - Obtenir une conversion supplémentaire maximale de la charge légère, au cours du cocraquage, et ce The objective of the method according to the invention is to retain all the advantages of the preceding methods without having the disadvantages, that is to say to be able simultaneously: - To use a quantity of light load lower than the quantity of heavy load , which is the general case in steam cracking or we recycle recycled light fractions (C2 to C4), in reduced quantity compared to the main charge (for example naphtha) - Favor a sudden rise in temperature of the heavy charge - Obtain a maximum additional conversion of the light load, during co-cracking, and this

sans problèmes de cokage.without coking problems.

L'invention a également pour objet un procédé et un dispositif de vapocraquage permettant de réaliser le cocraquage dans des faisceaux de grand débit unitaire, économiques et permettant un The subject of the invention is also a method and a device for steam cracking enabling co-cracking to be carried out in bundles of high unit flow, economical and allowing a

contrôle très facile des paramètres de craquage. very easy control of cracking parameters.

L'invention propose donc un procédé de vapocraquage d'hydrocarbures dans un four comportant une zone de convection et une zone de radiation, le procédé comprenant une étape de précraquage d'une charge légère et une étape de cocraquage terminal de cette charge légère précraquée, en mélange avec une charge lourde, caractérisé en ce qu'il consiste: a) à préchauffer séparément les deux charges dans la zone de convection, à des températures de préchauffe supérieures à 300 C et pour chacune des charges inférieure à sa température de craquage initial, b) à précraquer la charge légère préchauffée, entre 780 et 920 C et, de préférence, entre 800 et 900 C, c) à mélanger la charge légère précraquée avec la charge lourde préchauffée et non précraquée, les débits et les températures respectives des deux charges avant leur mélange étant déterminés pour que la température de mélange soit supérieure à 400 C et inférieure aux températures de craquage initial des deux charges, d) à porter brutalement le mélange des deux charges à une température supérieure aux températures de craquage initial des deux charges par circulation du mélange dans la zone de radiation du four e) à réaliser un cocraquage terminal, puis à tremper The invention therefore proposes a process for steam cracking of hydrocarbons in an oven comprising a convection zone and a radiation zone, the process comprising a step of pre-cracking a light charge and a step of terminal cracking of this pre-cracked light charge, mixed with a heavy load, characterized in that it consists of: a) separately preheating the two loads in the convection zone, at preheating temperatures above 300 C and for each of the loads below its initial cracking temperature , b) pre-cracking the preheated light load, between 780 and 920 C and preferably between 800 and 900 C, c) mixing the pre-cracked light load with the preheated and non-pre-cracked heavy load, the flow rates and the respective temperatures of the two charges before their mixing being determined so that the mixing temperature is above 400 C and below the cra temperatures initial quage of the two charges, d) brutally bringing the mixture of the two charges to a temperature higher than the initial cracking temperatures of the two charges by circulation of the mixture in the radiation zone of the furnace e) carrying out a terminal co-cracking, then dipping

les effluents.effluents.

Le procédé suivant l'invention présente un nombre d'avantages important: Le premier avantage réside dans le craquage additionnel important (maximal) obtenu pour la charge lourde: Du fait que la charge lourde n'est pas précraquée, et que le mélange des deux charges est obtenu à une température inférieure aux températures de craquage initial, I'intensité de craquage réalisée au cours de l'étape de montée en température brutale et de cocraquage du mélange The process according to the invention has a large number of advantages: The first advantage resides in the significant additional (maximum) cracking obtained for the heavy load: Because the heavy load is not pre-cracked, and that the mixture of the two charges is obtained at a temperature below the initial cracking temperatures, the cracking intensity carried out during the step of sudden rise in temperature and co-cracking of the mixture

correspond à l'intensité de craquage complète de la charge lourde. corresponds to the full cracking intensity of the heavy load.

Cette intensité de craquage complète permet, contrairement aux procédés connus, un craquage additionnel maximal de la charge légère. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas de charges légères très réfractaires, comme de l'éthane, qui ne peuvent être craquées (seules) au-delà de 60 à 65 % environ sans problèmes de This full cracking intensity allows, unlike known methods, a maximum additional cracking of the light load. This is particularly advantageous in the case of very refractory light loads, such as ethane, which cannot be cracked (alone) beyond approximately 60 to 65% without problems of

cokage importants.important coking.

Le procédé permet une conversion additionnelle au cours du cocraquage permettant d'atteindre 70 à 85 % environ de The process allows an additional conversion during the co-cracking making it possible to reach approximately 70 to 85% of

conversion globale.global conversion.

Comme par ailleurs, la température requise pour le mélange est relativement basse, ceci permet d'utiliser des débits de charge lourde préchauffée (relativement froide) plus importants que ceux de charge légère, dont la température est très élevée en sortie de l'étape As, moreover, the temperature required for mixing is relatively low, this makes it possible to use flow rates of preheated heavy load (relatively cold) which are greater than those of light load, the temperature of which is very high at the outlet of the stage.

de précraquage.of pre-cracking.

Ceci est très bien adapté au cas o la charge légère est constituée de fractions recyclées de composés ayant de 2 à 5 atomes de carbone (éthane, coupe C4, C5) résultant du craquage d'une charge principale (charge lourde) telle que du naphta. Dans ce cas en effet les débits de fractions recyclées ne dépassent guère 15 % du débit de la This is very well suited to the case where the light charge consists of recycled fractions of compounds having from 2 to 5 carbon atoms (ethane, C4, C5 cut) resulting from the cracking of a main charge (heavy charge) such as naphtha . In this case, in fact, the flows of recycled fractions hardly exceed 15% of the flow of the

charge lourde.heavy load.

De façon préférée selon l'invention, le débit de la charge hydrocarbonée légère est compris entre 4 % et 45 % du débit total des Preferably according to the invention, the flow rate of the light hydrocarbon feedstock is between 4% and 45% of the total flow rate of the

deux charges hydrocarbonées, et de préférence entre 5 et 35 %. two hydrocarbon feedstocks, and preferably between 5 and 35%.

L'importance relative de la charge lourde permet donc une dilution importante de la charge légère au cours du cocraquage, ce qui réduit le cokage du four résultant du craquage très poussé de la charge légère (par exemple le cokage est très intense lorsque l'on craque de l'éthane seul au delà d'une conversion de 65%). Sur le plan de la montée en température brutale de la charge lourde (en mélange) au delà des températures de craquage initial, cette montée en température est réalisée par circulation du mélange dans la zone de radiation, contrairement aux procédés connus de cocraquage. Cette montée en température est moins brutale que par mélange, mais reste cependant très rapide du fait de la réactivité basse de la charge légère déjà précraquée; Cette réactivité basse est obtenue du fait de la trempe de la charge légère précraquée au cours du mélange: le refroidissement, de 60 C minimum, de préférence de 80 C minimum et généralement de 1000 C permet de réduire considérablement la quantité de radicaux de craquage. La charge légère précraquée trempée se comporte en fait partiellement comme un diluant. Cette montée en température est donc plus brutale que dans le The relative importance of the heavy load therefore allows a significant dilution of the light load during co-cracking, which reduces the coking of the oven resulting from the very thorough cracking of the light load (for example the coking is very intense when ethane crack alone alone after a conversion of 65%). In terms of the sudden rise in temperature of the heavy load (as a mixture) beyond the initial cracking temperatures, this rise in temperature is achieved by circulation of the mixture in the radiation zone, in contrast to the known co-cracking processes. This rise in temperature is less abrupt than by mixing, but nevertheless remains very rapid due to the low reactivity of the light load already pre-cracked; This low reactivity is obtained due to the quenching of the pre-cracked light load during mixing: cooling, of 60 C minimum, preferably 80 C minimum and generally 1000 C makes it possible to considerably reduce the amount of cracking radicals. The light, pre-cracked, hardened charge in fact behaves partially like a thinner. This rise in temperature is therefore more abrupt than in the

cas d'un précraquage de la charge lourde seule. case of a pre-cracking of the heavy load only.

Le procédé permet donc d'utiliser des débits de charge légère relativement faibles, de réaliser un craquage additionnel poussé de cette charge en évitant les problèmes de cokage liés à ce craquage poussé, du fait de la dilution importante par la charge lourde. Cette charge lourde est par ailleurs portée à sa température de craquage plus rapidement du fait de la présence de la charge légère agissant comme The process therefore makes it possible to use relatively low light charge flow rates, to carry out additional extensive cracking of this charge while avoiding the coking problems associated with this extensive cracking, due to the significant dilution by the heavy charge. This heavy load is moreover brought to its cracking temperature more quickly due to the presence of the light load acting as

diluant (effet de diluant réciproque). thinner (reciprocal thinner effect).

Cette réalisation selon l'invention d'un mélange à relativement basse température, réalisant une trempe de la charge légère précraquée, est étonnante et contraire à l'état de l'art des procédés connus. En effet la préoccupation principale de ces procédés est l'utilisation d'une source d'énergie à très haute température (par This embodiment according to the invention of a mixture at relatively low temperature, carrying out a quenching of the light pre-cracked filler, is surprising and contrary to the state of the art of known methods. Indeed, the main concern of these processes is the use of an energy source at very high temperature (for example

exemple 850 C) constituée par la charge légère précraquée. example 850 C) constituted by the pre-cracked light load.

Il a donc logiquement été recherché dans ces procédés à utiliser ce vecteur thermique au niveau thermique utile le plus élevé possible, donc pour le craquage final de la charge lourde (procédé de "duocracking"), ou la montée en température brutale de cette charge lourde par mélange. Le demandeur a par contre trouvé qu'en recherchant au contraire à limiter le niveau thermique d'utilisation de ce It was therefore logically sought in these processes to use this thermal vector at the highest possible useful thermal level, therefore for the final cracking of the heavy load ("duocracking" process), or the sudden rise in temperature of this heavy load by mixing. The plaintiff, on the other hand, found that by seeking on the contrary to limit the thermal level of use

vecteur énergétique, on pouvait atteindre des avantages inattendus. energy vector, unexpected benefits could be achieved.

La philosophie du procédé selon l'invention est par ailleurs très différente sur le fond: au lieu de rechercher à valoriser l'apport de la charge légère (apport double: vecteur énergétique et diluant de la charge lourde), on recherche au contraire à obtenir un craquage additionnel poussé de la charge légère, grâce au rôle de la charge lourde en tant que diluant de cette charge légère, pour limiter son cokage. Sur le plan énergétique, la limitation du niveau thermique d'utilisation de la chaleur apportée par la charge légère précraquée ne The philosophy of the process according to the invention is also very different in substance: instead of seeking to value the contribution of the light charge (double contribution: energy carrier and diluent of the heavy charge), we seek on the contrary to obtain further cracking of the light charge, thanks to the role of the heavy charge as a diluent of this light charge, to limit its coking. From an energy standpoint, limiting the thermal level of use of the heat provided by the pre-cracked light load does not

se traduit pas par une perte énergétique. does not result in energy loss.

Selon une autre caractéristique du procédé selon I'invention, après l'obtention du mélange, on subdivise ce mélange, circulant à une température inférieure aux températures de craquage initial des deux charges, en une pluralité de courants élémentaires, immédiatement avant de faire circuler ces courants élémentaires dans la zone de radiation pour porter brutalement ce mélange à une température supérieure aux températures de craquage initial des deux charges. Ces courants circulent en parallèle au moins dans une According to another characteristic of the process according to the invention, after obtaining the mixture, this mixture, which circulates at a temperature below the initial cracking temperatures of the two charges, is subdivided into a plurality of elementary currents, immediately before circulating these elementary currents in the radiation zone to bring this mixture suddenly to a temperature higher than the initial cracking temperatures of the two charges. These currents flow in parallel at least in one

première partie du faisceau de radiation. first part of the radiation beam.

Selon cette caractéristique du procédé, ceci permet d'alimenter à partir d'une même zone de mélange, une pluralité de courants, ou passes de craquage (en version classique séparée ou avec un regroupement au moins partiel des courants dans la partie terminale According to this characteristic of the process, this makes it possible to feed from a same mixing zone, a plurality of streams, or cracking passes (in a separate conventional version or with at least partial grouping of the streams in the terminal part

du faisceau de craquage selon la technique du "split coil"). cracking beam using the "split coil" technique).

Ceci permet de limiter le nombre de zones de mélange d'un four, donc de faisceaux de précraquage de charge légère. Il en This makes it possible to limit the number of mixing zones of an oven, therefore of light load pre-cracking beams. It

résulte un fonctionnement plus fiable et un coût d'installation réduit. results in more reliable operation and reduced installation cost.

Un point important doit être souligné: Le choix d'une température de mélange basse selon l'invention permet d'éviter sensiblement le cokage de cette zone de répartition du mélange (qui comporte souvent des orifices, ou venturis de répartition), et donc de ne pas déséquilibrer l'alimentation des différentes passes. La température réduite du mélange permet également d'éviter un début de craquage prématuré dans la zone de An important point must be underlined: The choice of a low mixing temperature according to the invention makes it possible to substantially avoid coking of this zone of distribution of the mixture (which often comprises orifices, or distribution venturis), and therefore of do not unbalance the supply of the different passes. The reduced temperature of the mixture also makes it possible to avoid a premature onset of cracking in the

répartition, qui serait défavorable pour les rendements. distribution, which would be unfavorable for yields.

La possibilité offerte de fractionner le mélange sans problèmes de répartition ou de cokage, et donc d'utiliser des "Split coils" pour le faisceau de cocraquage permet d'utiliser des faisceaux de très The possibility offered to split the mixture without distribution or coking problems, and therefore to use "Split coils" for the co-cracking beam makes it possible to use bundles of very

forte capacité unitiare, ce qui réduit le coût du four. high unit capacity, which reduces the cost of the oven.

Selon l'invention, on pourra utiliser toute charge dite légère et toute charge dite lourde si le poids moléculaire moyen de la charge hydrocarbonée légère est inférieur à celui de la charge According to the invention, any so-called light filler and any so-called heavy filler can be used if the average molecular weight of the light hydrocarbon filler is less than that of the filler

hydrocarbonée lourde.heavy hydrocarbon.

Les charges légères les plus adaptées sont celles dont les charges hydrocarbonées sont en majeure partie constituées d'hydrocarbures ayant de 2 à 5 atomes de carbone, en particulier: - I'éthane de recyclage - la coupe C4 de recyclage brute ou après extraction du butadiène ou de l'isobutène - des fractions recyclées contenant des oléfines à 5 atomes de carbone - des fractions saturées, par exemple coupe C4 de The most suitable light fillers are those in which the hydrocarbon fillers are mainly made up of hydrocarbons having from 2 to 5 carbon atoms, in particular: - recycling ethane - C4 cut of raw recycling or after extraction of butadiene or isobutene - recycled fractions containing olefins with 5 carbon atoms - saturated fractions, for example C4 cut of

recyclage après hydrogénation.recycling after hydrogenation.

Ces charges hydrocarbonées légères auront typiquement un poids moléculaire moyen compris entre 25 et 60, telles These light hydrocarbon feedstocks will typically have an average molecular weight of between 25 and 60, such

que des fractions insaturées recyclées ou de l'éthane. than recycled unsaturated fractions or ethane.

Les mélanges constitués principalement d'hydrocarbures du groupe formé par l'éthane et les fractions insaturées recyclées (par exemple coupe C4) sont également intéressantes, l'éthane pouvant améliorer les rendements du craquage de la fraction insaturée par effet de donneur d'hydrogène, directement ou par Mixtures consisting mainly of hydrocarbons from the group formed by ethane and the unsaturated fractions recycled (for example C4 cut) are also advantageous, ethane being able to improve the yields of cracking of the unsaturated fraction by the effect of hydrogen donor, directly or by

l'intermédiaire de l'hydrogène moléculaire produit par son craquage. through the molecular hydrogen produced by its cracking.

Les charges hydrocarbonées lourdes comprendront principalement les naphtas, kérosènes et gazoles (atmosphérique ou sous vide). Le poids moléculaire moyen sera de préférence compris Heavy hydrocarbon feedstocks will mainly include naphthas, kerosene and diesel fuel (atmospheric or vacuum). The average molecular weight will preferably be understood

entre 70 et 500.between 70 and 500.

Enfin, le procédé pourrait être utilisé avec pour charge légère de l'éthane, et comme charge lourde des gaz de pétrole liquéfiés Finally, the process could be used with a light charge of ethane, and as a heavy charge with liquefied petroleum gases.

(C3, C4 saturés ou insaturés).(C3, C4 saturated or unsaturated).

Selon, une disposition caractéristique du procédé, intéressante en particulier lorsque la charge hydrocarbonée légère est constituée d'éthane, on soumet la charge légère précraquée à une maturation légère dans une zone sensiblement adiabatique, pour abaisser sa température de 10 à 50 C avant son mélange avec la According to a characteristic arrangement of the process, which is advantageous in particular when the light hydrocarbon charge consists of ethane, the pre-cracked light charge is subjected to a light maturation in a substantially adiabatic zone, in order to lower its temperature from 10 to 50 ° C. before mixing. with the

charge lourde préchauffée.heavy load preheated.

Selon une variante caractéristique du procédé la charge hydrocarbonée lourde est constituée en majeure partie de fractions lourdes du groupe des gazoles et des distillats sous vide, et les températures et débits des deux charges avant leur mélange sont déterminés pour que la charge lourde préchauffée ne soit pas complètement vaporisée, et que la vaporisation complète de cette charge soit réalisée par le mélange avec une partie au moins de la charge légère précraquée. Le mélange peut éventuellement être réalisé en deux temps: mélange avec une partie de la charge légère précraquée, pour la vaporisation complète de la charge lourde (passage du "point sec") puis mélange avec le reste de la charge légère précraquée. Entre les deux points de mélange, la charge lourde entièrement vaporisée par une partie de la charge légère précraquée According to a characteristic variant of the process, the heavy hydrocarbon feedstock consists mainly of heavy fractions from the group of gas oils and vacuum distillates, and the temperatures and flow rates of the two feeds before their mixing are determined so that the preheated heavy feedstock is not completely vaporized, and the complete vaporization of this charge is carried out by mixing with at least part of the light pre-cracked charge. The mixing can optionally be carried out in two stages: mixing with part of the pre-cracked light load, for complete vaporization of the heavy load (passing from the "dry point") then mixing with the rest of the pre-cracked light load. Between the two mixing points, the heavy load fully vaporized by a portion of the pre-cracked light load

peut-être éventuellement surchauffée en convection. possibly overheated in convection.

On peut éventuellement refroidir légèrement la partie de la charge légère utilisée pour la vaporisation complète de la charge lourde, par exemple par mélange avec un petit débit de vapeur d'eau plus froide, si l'on souhaite éviter des températures trop élevées dans la zone de mélange avec la charge lourde. Ceci n'est cependant pas indispensable et, de manière préférée, la charge légère précraquée n'est pas refroidie (par un fluide extérieur). Lorsque cela est possible, la vaporisation complète de la charge lourde avant la zone de mélange est The part of the light load used for the complete vaporization of the heavy load can optionally be slightly cooled, for example by mixing with a small flow of cooler steam, if it is desired to avoid excessively high temperatures in the zone. mixing with the heavy load. However, this is not essential and, preferably, the pre-cracked light load is not cooled (by an external fluid). When possible, complete vaporization of the heavy load before the mixing zone is

également préférée.also preferred.

L'invention propose également un dispositif de vapocraquage d'hydrocarbures pour la réalisation du procédé, ce dispositif comprenant: a) un four comportant une zone de convection et une zone de radiation, b) au moins un tube de préchauffage d'une charge légère d'hydrocarbures et de vapeur d'eau dans la zone de convection pour la préchauffe de cette charge à une température supérieure à 300 C mais inférieure à sa température de craquage initial, ce tube étant relié en aval à au moins un tube de craquage de la charge légère dans la zone de radiation, pour son précraquage, c) au moins un tube de préchauffage d'une charge lourde d'hydrocarbures et de vapeur d'eau dans la zone de convection pour la préchauffe de cette charge à une température supérieure à 300 C mais inférieure à sa température de craquage initial, Ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend également: d) une zone de mélange comprenant au moins un conduit d'entrée d'une partie au moins de la charge légère précraquée relié à la partie aval du dit tube de craquage de la charge légère, et au moins un conduit d'entrée de la charge lourde préchauffée et non précraquée, relié à la partie aval du dit tube de préchauffage de la charge lourde, e) une zone de répartition du mélange, circulant à une température inférieure aux températures de craquage initial des deux charges, en une pluralité de courants élémentaires, f) une pluralité de tubes de circulation en parallèle des dits courants élémentaires dans la zone de radiation pour la montée en température brutale du mélange au dessus des températures de craquage initial des deux charges, g) au moins un tube de craquage du mélange relié en amont à au moins l'un des dits tubes de circulation des courants élémentaires, et en aval à des moyens The invention also provides a device for steam cracking of hydrocarbons for carrying out the process, this device comprising: a) an oven comprising a convection zone and a radiation zone, b) at least one tube for preheating a light charge of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for the preheating of this charge to a temperature higher than 300 C but lower than its initial cracking temperature, this tube being connected downstream to at least one cracking tube of the light charge in the radiation zone, for its pre-cracking, c) at least one tube for preheating a heavy load of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for the preheating of this charge to a higher temperature at 300 C but lower than its initial cracking temperature, This device being characterized in that it also comprises: d) a mixing zone comprising at least one inlet duct of a part at less of the pre-cracked light load connected to the downstream part of said light load cracking tube, and at least one inlet duct of the preheated and non-pre-cracked heavy load, connected to the downstream part of said preheating tube of the light load heavy load, e) a distribution zone of the mixture, circulating at a temperature below the initial cracking temperatures of the two loads, in a plurality of elementary streams, f) a plurality of circulation tubes in parallel with said elementary streams radiation for the sudden rise in temperature of the mixture above the initial cracking temperatures of the two charges, g) at least one tube for cracking the mixture connected upstream to at least one of said tubes for the circulation of elementary currents, and downstream to means

de trempe des effluents.effluent quenching.

Ce dispositif selon l'invention permet donc de réaliser le mélange à température relativement basse, adéquate, pour permettre d'éviter un craquage prématuré dans la zone de répartition aval, ou un This device according to the invention therefore makes it possible to carry out the mixing at a relatively low temperature, adequate, to make it possible to avoid premature cracking in the downstream distribution zone, or a

cokage important de cette zone.significant coking in this area.

L'invention propose également, pour la réalisation du procédé un autre dispositif, ce dispositif comprenant: a) un four comportant une zone de convection et une zone de radiation; b) au moins un tube de préchauffage d'une charge légère d'hydrocarbures et de vapeur d'eau dans la zone de convection pour la préchauffe de cette charge à une température supérieure à 300 C mais inférieure à sa température de craquage initial, ce tube étant relié en aval à au moins un tube de craquage de la charge légère dans la zone de radiation, pour son précraquage, c) au moins un tube de préchauffage d'une charge lourde d'hydrocarbures et de vapeur d'eau dans la zone de convection pour la préchauffe de cette charge à une température supérieure à 300 C mais inférieure à sa température de craquage initial, Ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend également: d) une zone de mélange située à l'extérieur du four comprenant au moins un conduit d'entrée d'une partie au moins de la charge légère précraquée relié à la partie aval du dit tube de craquage de la charge légère, et au moins un conduit d'entrée de la charge lourde préchauffée et non précraquée, relié à la partie aval du dit tube de préchauffage de la charge lourde, e) au moins un tube de transfert du mélange, circulant à une température inférieure aux températures de craquage initial des deux charges, de l'extérieur du four vers l'intérieur de la zone de radiation, ce tube étant relié en amont à la zone de mélange et en aval à au moins un tube de circulation du mélange dans la zone de radiation, pour la montée en température brutale du mélange au dessus des températures de craquage initial des deux charges, et le cocraquage du mélange, f) des moyens de trempe des effluents du cocraquage. Selon ce dispositif, la zone de mélange est située à l'extérieur du four, ce qui limite considérablement son cokage, et le mélange, à température relativement basse, peut transiter tranquillement vers la zone de radiation, pour le cocraquage final, sans risques de The invention also proposes, for carrying out the method, another device, this device comprising: a) an oven comprising a convection zone and a radiation zone; b) at least one tube for preheating a light load of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for the preheating of this load to a temperature higher than 300 C but lower than its initial cracking temperature, this tube being connected downstream to at least one light load cracking tube in the radiation zone, for its pre-cracking, c) at least one tube for preheating a heavy load of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for preheating this charge to a temperature higher than 300 C but lower than its initial cracking temperature, This device being characterized in that it also comprises: d) a mixing zone located outside the oven comprising at least one inlet duct for at least part of the pre-cracked light load connected to the downstream part of said light load cracking tube, and at least one inlet duct for the preheated heavy load ed and not pre-cracked, connected to the downstream part of said heavy load preheating tube, e) at least one tube for transferring the mixture, circulating at a temperature below the initial cracking temperatures of the two loads, from outside the furnace towards the inside of the radiation zone, this tube being connected upstream to the mixing zone and downstream to at least one tube for circulation of the mixture in the radiation zone, for the sudden rise in temperature of the mixture above initial cracking temperatures of the two charges, and co-cracking of the mixture, f) means for quenching the effluents of the cracking. According to this device, the mixing zone is located outside the oven, which considerably limits its coking, and the mixture, at relatively low temperature, can pass quietly towards the radiation zone, for the final co-cracking, without risk of

craquage prématuré ou de cokage.premature cracking or coking.

Selon une variante caractéristique selon l'invention, la zone de mélange est également la zone de vaporisation finale de la charge lourde. On bénéficie alors d'un vecteur thermique très puissant (la charge légère précraquée) pour vaporiser complètement une charge très lourde telle qu'un gasoil ou un distillat sous vide, avec une grande According to a characteristic variant according to the invention, the mixing zone is also the final vaporization zone of the heavy load. We then benefit from a very powerful thermal vector (the light pre-cracked charge) to completely vaporize a very heavy charge such as a gas oil or a vacuum distillate, with a large

marge de sécurité.safety margin.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more

clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en clearly on reading the description which follows, given by way of example in

référence au dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement une partie d'une installation de vapocraquage selon l'invention; La figure 2 illustre schématiquement les principales étapes du procédé selon l'invention; La figure 3 représente schématiquement des variantes de réalisation d'une partie d'une installation de vapocraquage selon l'invention; La figure 4 est une vue schématique d'un détail de reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 schematically represents part of a steam cracking installation according to the invention; FIG. 2 schematically illustrates the main steps of the method according to the invention; FIG. 3 schematically represents alternative embodiments of part of a steam cracking installation according to the invention; Figure 4 is a schematic view of a detail of

réalisation d'une installation de vapocraquage selon l'invention. realization of a steam cracking installation according to the invention.

On se réfère d'abord à la figure 1, o l'on a représenté très schématiquement un four 10 de vapocraquage d'hydrocarbures, du type à chauffage par convection et par radiation et comprenant des tubes ou des faisceaux de tubes de circulation d'hydrocarbures pour leur Referring first to Figure 1, where there is shown very schematically a hydrocarbon steam cracking furnace 10, of the type with convection and radiation heating and comprising tubes or bundles of circulation tubes of hydrocarbons for their

préchauffage et leur craquage thermique. preheating and their thermal cracking.

Le four 10 de la figure 1 comprend une première partie A de chauffage par convection, qui communique avec une deuxième partie B de chauffage par radiation, o le flux thermique très élevé est en général fourni par des brûleurs dont les fumées circulent ensuite dans la The oven 10 in FIG. 1 comprises a first part A of convection heating, which communicates with a second part B of radiation heating, where the very high heat flux is generally supplied by burners, the fumes of which then circulate in the

première partie A du four et réalisent un chauffage par convection. first part A of the oven and provide convection heating.

La première partie A du four (zone de convection) comprend un ou plusieurs tubes 4 de circulation d'une charge lourde 2 d'hydrocarbures et de vapeur d'eau, les hydrocarbures de cette charge étant principalement à au moins trois atomes de carbone (par exemple The first part A of the furnace (convection zone) comprises one or more tubes 4 for the circulation of a heavy charge 2 of hydrocarbons and water vapor, the hydrocarbons of this charge being mainly containing at least three carbon atoms ( for example

un naphta ou un gazole).naphtha or diesel).

La partie A du four comprend également un ou plusieurs tubes 3 de circulation d'une charge légère, constituée par exemple d'éthane et de vapeur d'eau, ces tubes 3 étant représentés en tirets pour les différencier des tubes de circulation de la charge lourde, seule ou en mélange. Les tubes 3 prévus dans la première partie A du four sont reliés à des tubes de craquage 5 dans la deuxième partie B du four Part A of the furnace also comprises one or more tubes 3 for circulation of a light charge, consisting for example of ethane and water vapor, these tubes 3 being shown in dashes to differentiate them from the tubes for circulation of the charge heavy, alone or in mixture. The tubes 3 provided in the first part A of the oven are connected to cracking tubes 5 in the second part B of the oven

(zone de radiation).(deletion area).

L'extrémité aval des tubes 5 est raccordée à un volume de maturation légère, pouvant être constitué par exemple par une longueur comprise entre 1 et 10 m d'un tube de diamètre plus important The downstream end of the tubes 5 is connected to a light maturing volume, which may consist, for example, of a length between 1 and 10 m of a tube of larger diameter

que la partie terminale des tubes 5. as the end part of the tubes 5.

En sortie de la zone de maturation, la charge légère précraquée et la charge lourde préchauffée et non précraquée sont réunies et mélangées dans une zone de mélange 9 par l'intermédiaire de conduits d'entrée, respectivement 7 et 8. En aval de la zone de mélange, une zone de répartition 11 permet de subdiviser le mélange en une pluralité de courants élémentaires. Ces courants circulent dans les tubes de transfert 12, et rejoignent les tubes 13 à l'intérieur de la zone de radiation du four. Les tubes 13 réalisent la montée en température brutale du mélange au dessus des températures de craquage initial des deux charges, et sont reliés en aval à des tubes de craquage 14 (après regroupement au moins partiel des tubes 13). Les effluents du cocraquage final sont alors trempés At the exit from the maturation zone, the pre-cracked light load and the preheated and non-pre-cracked heavy load are combined and mixed in a mixing zone 9 by means of inlet conduits, respectively 7 and 8. Downstream of the zone of mixing, a distribution zone 11 makes it possible to subdivide the mixture into a plurality of elementary streams. These currents circulate in the transfer tubes 12, and join the tubes 13 inside the radiation zone of the furnace. The tubes 13 realize the sudden temperature rise of the mixture above the initial cracking temperatures of the two charges, and are connected downstream to cracking tubes 14 (after at least partial regrouping of the tubes 13). The effluents from the final cracking are then soaked

dans l'échangeur de trempe 15.in the quench exchanger 15.

Ce dispositif de vapocraquage fonctionne de la façon suivante La charge légère, dont la partie hydrocarbonée est constituée de préférence d'éthane ou d'un mélange d'éthane de recyclage et de fractions insaturées de recyclage composées d'hydrocarbures ayant de 3 à 6 atomes de carbone - par exemple un mélange composé de 30 à 70 % d'éthane, et en complément une coupe C4 insaturée recyclée - est alimentée au repère 1. Cette charge est préchauffée par circulation dans les tubes de préchauffage 3 (selon une ou plusieurs passes en parallèle) jusqu'à une température comprise entre 450 C et 680 C et préférentiellement entre 500 C et 650 C soit à une température qui est inférieure notablement à sa température de craquage initial soit par exemple 720 C si cette charge contient principalement des hydrocarbures en C3 et C4, ou contient en quantité égale de l'éthane et des composés en C3 et C4 (pour deux fractions en quantité égale, on prendra en compte la température de craquage initial This steam cracking device operates as follows: The light charge, the hydrocarbon part of which preferably consists of ethane or a mixture of recycling ethane and unsaturated recycling fractions composed of hydrocarbons having 3 to 6 atoms of carbon - for example a mixture composed of 30 to 70% of ethane, and in addition a cut C4 unsaturated recycled - is fed to the reference 1. This charge is preheated by circulation in the preheating tubes 3 (according to one or more passes in parallel) up to a temperature between 450 C and 680 C and preferably between 500 C and 650 C either at a temperature which is significantly lower than its initial cracking temperature or for example 720 C if this charge contains mainly hydrocarbons in C3 and C4, or contains in equal quantity ethane and compounds in C3 and C4 (for two fractions in equal quantity, we will take into account the te initial cracking temperature

de la fraction la plus lourde).of the heaviest fraction).

La charge légère quitte donc la zone A de convection (après le point O), sans début de craquage notable, et est craquée dans la zone de radiation B par circulation dans les tubes 5, à une température de sortie (au point 1) comprise entre 780 et 920 C, et de The light charge therefore leaves the convection zone A (after point O), without any significant cracking beginning, and is cracked in the radiation zone B by circulation in the tubes 5, at an outlet temperature (at point 1) included between 780 and 920 C, and

préférence entre 800 et 900 C.preferably between 800 and 900 C.

Si la charge légère est de l'éthane, on peut atteindre une conversion comprise entre 40 et 65 % au niveau du précraquage, et de préférence entre 50 et 65%, sans provoquer un cokage trop rapide des tubes 5. La conversionpourra être notamment élevée si la dilution de la charge légère (taux de vapeur d'eau) est importante. La dilution pourra If the light charge is ethane, a conversion of between 40 and 65% can be achieved at the pre-cracking level, and preferably between 50 and 65%, without causing too rapid coking of the tubes 5. The conversion may be notably high if the dilution of the light charge (water vapor rate) is significant. The dilution may

varier entre 0.2 et 1.2 (20 à 120% de la charge hydrocarbonée légère). vary between 0.2 and 1.2 (20 to 120% of the light hydrocarbon charge).

Si la charge contient des fractions notables d'hydrocarbures en C4 ou C5, il sera préférable de ne convertir l'éthane qu'entre 30 et 55% et de préférence entre 35 et 50% au cours du précraquage pour ne pas trop surcraquer les fractions en C4 ou C5 lors de l'étape ultérieure de cocraquage. La dilution de la charge légère sera comprise If the feed contains significant fractions of hydrocarbons in C4 or C5, it will be preferable to convert the ethane only between 30 and 55% and preferably between 35 and 50% during the pre-cracking so as not to overcrack the fractions too much in C4 or C5 during the subsequent co-cracking stage. The dilution of the light load will be understood

généralement entre 0.2 et 1.2, et de préférence entre 0.25 et 1. generally between 0.2 and 1.2, and preferably between 0.25 and 1.

A l'issue du précraquage, la charge légère traverse la zone de maturation 6, sensiblement adiabatique, o a lieu un refroidissement léger, par exemple de 10 à 50 C entre les points I et J, At the end of the pre-cracking, the light load passes through the maturation zone 6, which is substantially adiabatic, where slight cooling takes place, for example from 10 to 50 ° C. between points I and J,

du fait de la poursuite des réactions de craquage. due to the continued cracking reactions.

Cette zone de maturation est intéressante dans le cas de l'éthane car elle permet d'obtenir une conversion supplémentaire, sans dégrader sensiblement les rendements, et de diminuer la teneur en radicaux de craquage avant la zone de mélange ce qui limite les risques This maturation zone is advantageous in the case of ethane because it makes it possible to obtain an additional conversion, without significantly degrading the yields, and to reduce the content of cracking radicals before the mixing zone which limits the risks.

de craquage prématuré du mélange. premature cracking of the mixture.

On peut cependant supprimer la zone de maturation, en We can however remove the maturation zone, by

particulier pour d'autres charges que l'éthane. especially for loads other than ethane.

La charge légère précraquée est alors mélangée avec la The pre-cracked light load is then mixed with the

charge lourde, préchauffée dans les tubes 4 de la zone de convection. heavy load, preheated in tubes 4 of the convection zone.

La dilution de la charge lourde par la vapeur d'eau Dilution of the heavy load by water vapor

pourra varier de 0.05 à 1, et de préférence de 0.25 à 1. may vary from 0.05 to 1, and preferably from 0.25 to 1.

Au point K, juste avant la zone de mélange, la température de préchauffe de la charge lourde est comprise entre 300 et At point K, just before the mixing zone, the preheating temperature of the heavy load is between 300 and

650 C et de préférence entre 450 et 650 C. 650 C and preferably between 450 and 650 C.

Au point J, juste avant la zone de mélange, la température de la charge légère précraquée est comprise entre sa température de craquage initial et 920 C, et de préférence entre 750 C At point J, just before the mixing zone, the temperature of the pre-cracked light charge is between its initial cracking temperature and 920 C, and preferably between 750 C

et 920 C.and 920 C.

Après le mélange des deux charges dans la zone 9, la température du mélange au point L est, conformément à l'invention, inférieure aux températures de craquage initial des deux charges. Ce mélange est par conséquent peu réactif, et l'on peut alors, confortablement, subdiviser le mélange dans la zone de répartition 11, et transférer le mélange de l'extérieur du four vers l'intérieur de la zone de radiation, sans craindre de problèmes de craquage prématuré ou de cokage de ces lignes. Cet avantage du procédé est déterminant car il permet de conserver les rendements optimaux et d'éviter un déséquilibrage des passes du cocraquage aval, provoqué par un cokage de ces lignes, qui comportent fréquemment des organes de régularisation du débit tels que des orifices ou des venturis, sensibles au cokage. L'invention présente par ailleurs d'autres avantages 1) Du fait de son précraquage et du refroidissement important au cours du mélange la charge légère précraquée refroidie (trempée de plus de 60 C et de préférence de plus de 80 C, par rapport à la température de sortie de la zone de précraquage (point 1), et généralement d'au moins 100 C) est peu réactive et se comporte donc de manière assez proche de celle d'un diluant. Ceci permet de porter brutalement la charge lourde dans les tubes 13 au dessus de sa température de craquage initial, du fait de l'effet de dilution accrue dont bénéficie la charge lourde. La trempe de la charge légère limite considérablement la quantité de radicaux de craquage. 2) Du fait que la charge légère précraquée est fortement diluée par la charge lourde, non encore craquée, sa tendance au cokage se trouve donc réduite par une charge non encore craquée, donc peu cokante. Ainsi la tendance au cokage, au point L est-elle nettement plus faible qu'au point I. Ceci permet donc une conversion supplémentaire de la charge légère au cours du cocraquage final, sans que les phénomènes de cokage ne soient trop importants. Cette conversion supplémentaire permet selon le procédé, d'atteindre des valeurs de conversion finale de l'éthane, comprises entre 70% et 85%, donc inaccessibles avec les procédés After the two charges have been mixed in zone 9, the temperature of the mixture at point L is, according to the invention, lower than the initial cracking temperatures of the two charges. This mixture is consequently not very reactive, and it is then possible, comfortably, to subdivide the mixture in the distribution zone 11, and to transfer the mixture from the outside of the oven to the interior of the radiation zone, without fear of problems with premature cracking or coking of these lines. This advantage of the process is decisive because it makes it possible to maintain optimal yields and to avoid an imbalance of the downstream cracking passes, caused by coking of these lines, which frequently include flow-regulating members such as orifices or venturis. , sensitive to coking. The invention also has other advantages 1) Due to its pre-cracking and the significant cooling during mixing, the cooled pre-cracked light load (quenched by more than 60 ° C. and preferably by more than 80 ° C., relative to the exit temperature from the pre-cracking zone (point 1), and generally at least 100 C) is not very reactive and therefore behaves fairly close to that of a diluent. This makes it possible to bring the heavy load abruptly into the tubes 13 above its initial cracking temperature, due to the increased dilution effect from which the heavy load benefits. The quenching of the light load considerably limits the amount of cracking radicals. 2) Because the light pre-cracked filler is greatly diluted by the heavy filler, not yet cracked, its tendency to coke is therefore reduced by a filler not yet cracked, therefore not very coking. Thus, the tendency to coke at point L is much weaker than at point I. This therefore allows an additional conversion of the light charge during the final cracking, without the coking phenomena being too great. This additional conversion allows, depending on the process, to reach final ethane conversion values of between 70% and 85%, therefore inaccessible with the processes.

connus sans problèmes de cokage.known without coking problems.

Le procédé permet également de craquer des mélanges Ethane/C4 insaturés avec une conversion élevée (60 à 80% pour I'éthane) et des effets positifs sur les rendements du craquage des H The process also makes it possible to crack unsaturated Ethane / C4 mixtures with a high conversion (60 to 80% for ethane) and positive effects on the yields of cracking H

fractions insaturées, qui bénéficient de l'indice élevé de l'éthane. unsaturated fractions, which benefit from the high ethane index.

Les températures typiques au point L (température de mélange) sont comprises entre 400 et 710 C, et de préférence entre 600 et 700 C. Les valeurs très basses (400à 500 C) sont utilisées lorsque I'on réalise la vaporisation finale d'une charge lourde (gazoles et Typical temperatures at point L (mixing temperature) are between 400 and 710 C, and preferably between 600 and 700 C. Very low values (400 to 500 C) are used when the final vaporization of a heavy load (diesel and

distillats sous vide).distillates under vacuum).

La figure 2 représente les principales, étapes typiques du procédé, avec les températures correspondantes, dans le cas d'une FIG. 2 represents the main, typical steps of the process, with the corresponding temperatures, in the case of a

charge lourde de type Naphta ou gazole. heavy load of Naphta or diesel type.

La charge lourde est préchauffée (étape 16). La charge légère est préchauffée (étape 17), puis précraquée (étape 18). Les deux charges sont alors mélangées (étape 19), puis le mélange est subdivisé et /ou transféré dans la zone de radiation (étape 20) puis porté à haute The heavy load is preheated (step 16). The light load is preheated (step 17), then pre-cracked (step 18). The two charges are then mixed (step 19), then the mixture is subdivided and / or transferred to the radiation zone (step 20) and then brought to high

température et craqué (étape 21). temperature and cracked (step 21).

La figure 3 représente diverses géométries de serpentins pouvant être utilisés soit pour le précraquage de la charge légère soit pour la montée en température brutale du mélange et le co-craquage final. On pourra à cet égard utiliser les serpentins connus, de type conventionnel, à 1, 2, 4, 6, ou 8 passages (longueurs verticales en FIG. 3 represents various geometries of coils which can be used either for the pre-cracking of the light load or for the sudden rise in temperature of the mixture and the final co-cracking. In this regard, it is possible to use known coils, of the conventional type, with 1, 2, 4, 6, or 8 passages (vertical lengths in

radiation), ou de type "split-coil", sans sortir du cadre de l'invention. radiation), or "split-coil" type, without departing from the scope of the invention.

La figure 4 représente deux exemples de réalisation de la zone de mélange, o la charge légère et la charge lourde sont alimentées dans un mélangeur avec un espace annulaire (soit pour la charge lourde, relativement froide, soit pour la charge légère précraquée, cette seconde disposition étant préférée lorsque la charge FIG. 4 represents two exemplary embodiments of the mixing zone, where the light load and the heavy load are fed into a mixer with an annular space (either for the heavy load, relatively cold, or for the pre-cracked light load, this second arrangement being preferred when the load

lourde n'est pas totalement vaporisée. heavy is not completely vaporized.

Le contrôle des températures de procédé, au point I ou J (précraquage), L (mélange) et N (cocraquage) pourra être réalisé par modulation de la chauffe des brûleurs et en modifiant les débits de charge. On peut également faire des additions de fluide relativement froid (comme de l'eau ou de la vapeur peu surchauffée) par exemple au points O et/ou au point I ou J, pour contrôler par exemple la température au point J. L'invention n'est pas limitée à ces dispositifs de mélange et types de serpentins et l'on pourra notamment utiliser tous les types de fours (à "cross-over" interne ou externe, avec la zone de mélange 9 interne ou externe), de serpentins, mélangeurs, techniques de contrôle Control of the process temperatures, at point I or J (pre-cracking), L (mixing) and N (co-cracking) can be carried out by modulating the heating of the burners and by modifying the charge flow rates. It is also possible to add relatively cold fluid (such as water or slightly superheated steam), for example at points O and / or at point I or J, to control for example the temperature at point J. The invention is not limited to these mixing devices and types of coils and it is possible in particular to use all types of ovens (internal or external "cross-over", with the internal or external mixing zone 9), coils , mixers, control techniques

des températures de procédé etc... sans sortir du cadre de l'invention. process temperatures etc ... without departing from the scope of the invention.

Claims

1. A process for steam cracking of hydrocarbons in an oven comprising a convection zone (A) and a radiation zone (B), the method comprising a step of pre-cracking a light charge (1) and a step of terminal cracking of this light pre-cracked charge, mixed with a heavy charge (2), characterized in that it consists of a) separately preheating the two charges in the convection zone, at preheating temperatures above 300 C and for each of the charges below its initial cracking temperature, b) pre-cracking the preheated light load between 780 and 920 C and preferably between 800 and 900 C, c) mixing the pre-cracked light load with the preheated and non-pre-cracked heavy load, the flow rates and the respective temperatures of the two feeds before their mixing being determined so that the mixing temperature is greater than 400 ° C. and less than the initial cracking temperatures al of the two charges, d) suddenly bringing the mixture of the two charges to a temperature higher than the initial cracking temperatures of the two charges by circulation of the mixture in the radiation zone of the furnace, e) carrying out a terminal co-cracking, then dipping

effluents.

2. Method according to claim 1, characterized in that after obtaining the mixture, this mixture is subdivided, circulating at a temperature below the initial cracking temperatures of the two charges, in a plurality of elementary currents (12), immediately before to circulate these elementary currents in the radiation zone to suddenly bring this mixture to a temperature higher than the initial cracking temperatures of the two

charges.

3. Method according to one of the preceding claims,

characterized in that the flow rate of the light hydrocarbon charge is between 4 and 45% of the total flow rate of the two charges

hydrocarbons, for example between 5 and 35%.

4. Method according to one of the preceding claims,

characterized in that the light hydrocarbon feedstock has an average molecular weight of between 25 and 60, and consists mainly of hydrocarbons having between 2 and 5 carbon atoms, and that the

heavy filler has an average molecular weight of between 70 and 500.

5. Method according to claim 4, characterized in that the light hydrocarbon feedstock consists mainly of a mixture of hydrocarbons from the group formed by ethane and the fractions

unsaturated recycled.

6. Method according to claim 5, characterized in that the light hydrocarbon feedstock is mainly ethane

recycling.

7. Method according to one of the preceding claim characterized in that the pre-cracked light load is subjected to a light maturation in a substantially adiabatic zone, in order to lower its temperature from 10 to 50 C before it is mixed with the

heavy load preheated.

8. Method according to one of the preceding claims,

characterized in that the heavy hydrocarbon feedstock consists mainly of heavy fractions from the group of gas oils and vacuum distillates, and the temperatures and flow rates of the two feeds before they are mixed are determined so that the preheated heavy feedstock is not completely vaporized , and that the complete vaporization of this charge is carried out by mixing with at least part of the

pre-cracked light load.

9. Hydrocarbon steam cracking device for

carrying out the method according to one of the preceding claims,

comprising: a) an oven (10) comprising a convection zone (A) and a radiation zone (B), b) at least one tube (3) for preheating a light load of hydrocarbons and steam of water in the convection zone for the preheating of this charge to a temperature higher than 300 C but lower than its initial cracking temperature, this tube being connected downstream to at least one cracking tube (5) of the light charge in the radiation zone, for its pre-cracking, c) at least one tube (4) for preheating a heavy load of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for preheating this load to a temperature above 300 C but lower than its initial cracking temperature, This device being characterized in that it also comprises d) a mixing zone (9) comprising at least one inlet duct (7) of at least part of the charge slight pre-cracked connected to the downstream part of said cracking tube of the with a light load, and at least one inlet duct (8) for the preheated and non-pre-cracked heavy load, connected to the downstream part of said heavy load preheating tube, e) a distribution zone (11) of the mixture , circulating at a temperature below the initial cracking temperatures of the two charges, in a plurality of elementary currents, f) a plurality of tubes (13) for circulating in parallel the said elementary currents in the radiation zone for the sudden rise in temperature of the mixture above the initial cracking temperatures of the two charges, g) at least one cracking tube (14) of the mixture connected upstream to at least one of said so-called elementary current circulation tubes, and downstream to

means (15) for quenching the effluents.

10. Steam cracking device for making the

method according to one of claims 1 to 8, comprising

a) an oven (10) comprising a convection zone (A) and a radiation zone (B), b) at least one tube (3) for preheating a light load of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for preheating this charge to a temperature greater than 300 ° C. but lower than its initial cracking temperature, this tube being connected downstream to at least one cracking tube (5) for the light charge in the zone of radiation, for its pre-cracking, c) at least one tube (4) for preheating a heavy load of hydrocarbons and water vapor in the convection zone for the preheating of this load to a temperature above 300 C but lower than its initial cracking temperature, this device being characterized in that if it also comprises d) a mixing zone (9) located outside the oven, comprising at least one inlet duct (7) of at least part of the pre-cracked light load connected to the downstream part of the di t light load cracking tube and at least one inlet duct (8) for the preheated and non-pre-cracked heavy load, connected to the downstream part of said heavy load preheating tube, e) at least one tube ( 12) transfer of the mixture, circulating at a temperature below the initial cracking temperatures of the two charges, from the outside of the oven to the inside of the radiation zone, this tube being connected upstream to the mixing zone, and downstream at least one tube (13) for circulation of the mixture in the radiation zone, for the sudden rise in temperature of the mixture above the initial cracking temperatures of the two charges, and the co-cracking of the mixture, f) means for quenching effluents from co-cracking.